立式混流泵大修管理

许永春

（东莞市江库联江联网中心，广东东莞 523000）

0 引言

水泵大修是泵站最重要的工作任务之一，需要科学管理，统筹兼顾，严肃认真对待。如何对水泵大修进行管理才能确保水泵大修后安全、高效运行，这是泵站管理人员所面临的新课题。

东江是珠江水系干流之一，源水泵站是东江中下游一座取水泵站，泵站共安装5 台立式混流泵，运行方式四用一备。泵站最大水流量为30 m3/s，单泵流量7.5 m3/s，装机容量13 315 kW，单机功率为2600 kW。通过两条直径为3 m 的钢筒预应力混凝土管，将东江水输送至11.3 km 加压泵站。

1 大修前设备运行情况

9：00，操作员根据开机操作票，执行2#机组开机指令。

9：10，机组运行稳定，机组运行数据正常，中控室无故障报警，设备巡查人员上报设备运行正常。根据操作规程，中控室向调度申请开3#机组。

9：15，操作员执行3#机组开机指令。机组运行数据正常。

9：30，操作员执行4#机组开机令。

9：40，3#机组混流泵上导轴承温度升高，设备巡查人员上报空气中散发异味。中控室发出二级事故预警信号，向总调度申请3#机组紧急停机。

9：45，3#机组停机后，空气中异味变浓，触发消防报警系统。中控室发出三级事故预警信号，向总调度申请降频停止2#机组和4#机组。

10：10，2#机组和四号机组停机完成。

2 立式混流泵大修前现状评估

2.1 大修前水泵现状评估组人员确定

项目大修方在泵组大修前，确定水泵现状评估组专业技术人员。

（1）工作10 年以上高压立式电机维修技术人员1 名。

（2）工作10 年以上大型立式水泵维修技术人员3 名。

（3）工作5 年以上高压电工和自动化控制人员各1 名。

（4）工作10 年以上泵站设计，设备安装专业技术人员1名。

2.2 评估组对泵组停机故障进行分析

确定故障范围和可行性大修方案。评估组经过对设备检查和运行数据分析，对泵组发生故障的原因进行分析。

两个月前东江上游泄洪，泵站前池水位升高，洪水夹杂泥沙和漂流物随着气体进入排气阀内。该泵采用自提升水润滑轴承，依靠泵内水与泵外压差对上导轴承提供润滑水。当开机运行时，东江水位已经回落。机组起动运行，立式混流泵顶盖内的气体未能及时排空，水泵上导轴承缺少润滑水，只有靠小量气流散热。由于水泵多年未大修，上导合成纤维轴承，其内壁导流槽被水垢填塞，轴承与轴套摩擦力增大，散热性能降低。再加上水泵轴防水填料上方的压盖材料防腐性能差，压盖金属锈蚀渗入防水材料石墨盘根，导致石墨盘根老化。随着温度升高，水泵上导合成纤维轴承，向空气中散发出异味气体。中控室申请事故停机后，东江水位偏低，前池水位无法上升到水泵上导轴承位置，不能及时对停机后的上导轴承进行第二次降温。最后误导消防系统报警，造成泵站其他两台泵组紧急停机。

评估组经过对设备检查和运行数据分析，确定高压变频器和高压异步电机运行正常，故障发生在立式混流泵。

2.3 对立式混流泵大修技术风险评估

（1）该立式混流泵为日本进口水泵，加工精度高，配件需要进口。装配不当容易造成金属卡咬，经济损失严重。因此需要有专业的装备工具，专业的技术人员，合理的风险预案。

（2）立式混流泵是日本进口，立式高压电机是国内产品。在设备厂方技术参数允许范围内，大修、安装、调试要满足泵组在安全、稳定、高效的工作状下运行，以最终顺利通过合同规定的技术参数验收。

（3）立式混流泵和立式高压电机都是30 t 的大件，桥吊操作人员需要有特种作业允可证。水泵大修不能在汛期到来时进行，需要制定防汛预案，确保泵站工作人员安全、泵站电气设备安全。

3 立式混流泵大修前准备工作

与大修方签订大修合同，双方对设备进行技术交底。监理方负责水泵大修质量和安全监督，大修方制定大修计划和施工安全预案。

3.1 设备技术交底

3.1.1 立式混流泵技术交底

该水泵为日本某公司设计的立式驱动，单级混流泵，水泵采用导叶体设计，叶轮定浆。水泵轴之间采用联轴节进行连接，外轴套防护。水泵轴承采用橡胶导轴承两个，合成纤维导轴承两个，利用自提升水润滑。水泵开始运行时，排气阀及时排空泵内气体，确保水泵安全运行。水泵轴向推力以及转动部件重力，均由立式高压电机推力轴承承受。

（1）水泵正常运行情况下轴向力。正常下推力：200 kN；最大下推力：270 kN；启动时的上推力：64 kN。水泵轴采用盘根密封。电机被固定在电机底板上，与水泵之间由刚性联轴器连接。从水泵顶端向下看，水泵轴运动方向为顺时针方向。

（2）水泵主要技术参数。水泵型号：SPV1800；提升介质：原水；重量：29 500 kg；额定功率：2600 kW；额定转速：424 r/min；额定扬程：26 m；额定流量：7.5 m3/s。

3.1.2 水泵技术交底

叶轮与耐磨环的间隙：2.4～5.0 mm。

轴承间隙：橡胶导轴承、AR-1 导轴承与轴套之间的间隙，橡胶导轴承：（3112.1 to 3112.2）1.7 mm，AR-1导轴承：（3116.1 to 3116.2）：0.8 mm。

联轴器对中：联轴器允许的对中及角度误差均小于0.1 mm。电机基座水平度，联轴器水平度及水泵基座水平度均为0.05～0.1 mm/m。

3.2 立式混流泵大修专业工具

（1）立式混流泵专用吊具及立式高压电机专用吊具各1 套，立式混流泵水泵轴定心工具1 套。

（2）50 t 桥吊1 台，50 t 立式电机检修平台1 座，千斤顶3台。

（3）测量工具：千分表，内径千分尺，外径千分尺，水平仪，塞尺，数字千分卡尺等。

3.3 专业技术人员

立式混流泵大修前，大修施工方对员工进行安全培训，和水泵大修技术交底学习。特种作业人员必需持证上岗。施工方配备两名安全员负责现场大修施工安全，拥有作业安全一票否决权。

4 立式混流泵大修拆机

4.1 测量立式混流泵叶轮间隙

用塞尺检测水泵叶轮，叶尖、叶中、叶尾三点间隙，技术要求2.4～5.0 mm。为水泵大修报告提供数据。

4.2 测量立式混流泵联轴器两背轮间隙

用数字千分卡尺，测量联轴器两背轮间隙。结合面间隙为4.8～7.5 mm。

4.3 吊离高压电机

（1）切断电机主电源，做好安全接地保护工作，挂好停电作业安全标牌。

（2）拆卸电机机座固定螺丝，做好机座位置标志。

（3）拆除联轴器螺杆，安全准备工作完成，沿吊运通道吊离高压电机。

（4）测量高压电机机座的水平度：0.05～0.1 mm/mm。

4.4 拆卸立式混流泵

（1）拆卸立式混流泵排气管和溢流管，对排气阀和控制阀进行检查。排气阀损坏需上报更换。

（2）拆下泵盖上附属件设备及顶盖固定螺丝。

（3）吊起端盖3.5 m 左右，将导轴承支架水平安放在停时钢桥上。

（4）松开联轴节和切环。

（5）用桥吊吊起下轴和叶轮，垂直方式卸下叶轮。

（6）用拉杆分别取下4 个轴承（两个合成纤维轴承、两个橡胶轴承）。

（7）对所拆下的设备配件进行规类记录、清洗、分类放置。

（8）使用内径千分尺对两个合成纤维轴承、两个橡胶轴承进行检测评估。

5 根据立式混流泵大修计划回装

将水泵轴、叶轮、联轴节、轴承、轴套等配件，进行清洗、维护，检测。检测合格，监理签字同意后开始回装。安装时水泵内外的固定螺杆均涂上螺杆固持胶，水泵内外大小螺母、螺杆均采用扭矩扳手固定，确保水泵安装质量达标。回装前，用水平仪测量立式混流泵基座水平度，水平度的技术要求：0.05～0.1 mm/m。

6 立式混流泵大修技术标准

水泵厂方提供的《立式混流泵安装、维护手册》、GB/T 50510—2009《泵站更新改造技术规范》和GB/T 13008—2010《混流、轴流泵 技术条件》。

7 立式混流检修试运行技术要求

7.1 高压立式电机

（1）电机在运转过程中，各部位在水平方向的双幅振动量应符合以下规定：上机架≤75 μm，定子机座≤75 μm。

（2）噪声值符合泵站安装及验收规范要求。

（3）推力轴承和导轴承运行时的温度不应超过75 ℃。

7.2 立式混流泵

（1）水泵振幅值小于75 μm。

（2）水泵与电机联轴器摆度值应在220 μm。

（3）填料函滴水40～60 滴/min。

（4）冷却水出水压力为0.08～0.24 MPa。

（5）水泵流量小于7.5 m3/s。

7.3 其他附属设备

（1）水泵机组进、出水管路中各种阀门开启和关闭灵活，液压止回阀开阀时间符合设计要求：开阀时间15～20 s；关阀时间5～10 s。

（2）电机和变频器冷却水系统循环水压力0.15～0.3 MPa，电机冷却水进水管水温25～30 ℃。

（3）泵房通风系统和渗漏井排水系统运行正常。

8 调试和试运行的组织工作

本此调试和试运行的组织工作总指挥，为水泵大修方项目经理，泵站工作人员现场配合。拟投入12 人进行试运行工作，所有调试人员具有良好的判断能力和专业知识，服从指挥，均在上岗前进行相关培训和现场模拟操作，熟悉设备性能、监测数据的采集和设备的操作方式，确保在试运行过程中准确操作，防止误操作。

9 立式混流泵大修应急预案

为了确保立式混流泵大修安全和调试运行安全，有效和快速处理施工和运行时突发事故，制定大修应急预案，迅速采取有效措施，防止事故恶化、慢延，及时向上级报告，多级泵站联动运行，统一调度。

9.1 泵组运行时泵房突然进水

（1）第一时间上报应急预案组长，应急预案组长上报泵站运行总调度，值班人员执行事故停机令。

（2）值班人员迅速查明漏水原因，采取应急措施，切断泵组高压电源，启动应急附属电源。

（3）第一时间撤离水泵层，如果水泵层有人员受伤，应立即穿上救生衣，帮助下面人员尽快撤离泵组工作层，减少人员伤亡。

（4）及时启动渗漏井排水系统排水，防止渗漏井电气设备进水，减少泵站设备损失。

9.2 泵组运行时突然停电

（1）在泵组运行前24 h 内，对直径1.8 m 液压止回阀进行安全检查，防止液压止回阀因故障不能及时关闭造成调压塔内高水位倒流。

（2）泵组运行时突然停电，值班工作人员第一时间要检查液压止回阀是否及时关闭。如果没有及时关闭，需要立即手动操作关闭液压止回阀，或根据突发情况关闭电动检修阀。确保立式混流泵停机安全，防止重大设备事故发生。

9.3 泵组运行时设备突然着火

（1）电气设备着火，立即上报应急预案组长，应第一时间断开着火设备电源。视火灾可控情况，及时拔打119 火警号码报警。

（2）应急救援人员保持通信畅通，佩戴呼吸器，根据不同的火灾类型选用相应的灭火器具。

（3）因故障不能停电的电气设备，由专职消防人员组织灭火。二氧化碳气体灭火器只能灭600 V 以下带电设备。

9.4 泵组运行时工作人员触电

（1）应急救援人员要尽快让触电者迅速脱离电源，此时应注意防护触电者安全，防止触电者摔伤。

（2）应急救援人员迅速对伤员进行抢救。同时拨打120 急救电话，等待专业医护人员到现场接替救治。

（3）应急救援人员针对触电伤员受伤情况，根据触电应急救援手册，采用不同的急救方法，直至专业医护人员到来。

10 立式混流泵故障防范探索

经过3 d 连续试机运行，对立式混流泵和高压立式电机运行数据分析表明，本次立式混流泵大修达到合同规定的技术要求。监理对水泵大修的安装数据和水泵运行数据进行核查，将大修报告、安装数据和试运行记录送至泵站方专家组评估，经上报确定该水泵大修项目验收合格。

（1）制定立式混流泵排气阀定期检测管理制度，对水泵排气阀定期检测，及时排除故障隐患。

（2）与厂方联系，将水泵轴压盖更换为不锈钢材料。

（3）与厂方联系，建议在同一气压环境不同的位置，再增加一个排气阀，水泵启动时可以降低排气阀排气故障风险。

（4）与设计院联系，申报立式混流泵改造项目，在水泵自提升水润滑的前提下，加装水泵净水润滑系统。泵组运行前启动水泵净水系统，直接给立式混流泵上导轴承反冲洗和降温。

11 结语

以上从10 个方面对立式混流泵大修进行阐述，其中设备技术交底和设备大修前现状评估，是设备大修方容易忽视的方面。曾经某泵站进口立式混流大修，联轴节与水泵上轴卡咬，水泵下轴不能脱离。水泵上轴和下轴连结后长度13 m 左右，空中作业施工难度大。为了防止水泵下轴损伤，联轴节被切割分离，上轴拉伤严重。由于购买水泵进口配件需要时间，未按合同定期完成水泵大修工作。泵站进入汛期，水泵大修窗口期已过，该泵组停机1 年未运行，最后导致合同纠纷。